JP2003048010A

JP2003048010A - 圧延用搬送ローラ絶縁抵抗監視方法及びシステム並びに圧延材の製造方法

Info

Publication number: JP2003048010A
Application number: JP2001234417A
Authority: JP
Inventors: Kenta Ogiwara; 健太荻原; Hiroshi Sekine; 宏関根; Kazuo Tezuka; 一雄手塚; Shinji Okazaki; 慎二岡崎; Masaaki Yamamoto; 雅明山本
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2003-02-18
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP4649795B2

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁効果の低下を遅滞なく検出し、スパーク
疵による大量の表面品質欠陥品の発生を防止できる圧延
用搬送ローラ絶縁抵抗監視方法等を提供する。【解決手段】搬送ローラ７Ａと接触している圧延材に
誘導加熱によるアーク電流が流れないようにするため、
少なくとも圧延システム稼働中に、軸受け７Ｂ−１及び
７Ｂ−２と地面との間に設けた絶縁板７Ｃ−１及び７Ｃ
−２による抵抗を測定する絶縁測定手段１３と、絶縁測
定手段１３が測定した抵抗を数値化して表示信号にして
送信し、また、前記抵抗値と基準値とを比較し、その比
較結果を表示信号にして送信するデータ処理手段１１
と、データ処理装置から送信された表示信号に基づいて
表示する表示手段１２Ａとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延ライン
上の誘導加熱装置前後に設けられ、対地絶縁対策が施さ
れた搬送ローラの軸受けと地面との間の抵抗値を監視す
る方法及びその監視システム、その方法を利用した圧延
材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、金属等を圧延する場合に、圧延
材（例えばスラブ（圧延用鋳塊）等）を、加熱炉で昇温
させた後に熱間圧延プロセスにおいて圧延加工した製品
を製造する。熱間圧延を行うためにはスラブの温度が高
いほど加工がしやすくなる。しかし、スケールの発生、
制御の難しさ等の要因により、熱間圧延プロセス開始時
から温度を上げるのは有効ではない。

【０００３】図５は高周波誘導加熱装置を用いた加熱シ
ステムを表す図である。このシステムでは、粗圧延と仕
上げ圧延との間に設けた高周波誘導加熱装置（以下、誘
導加熱装置という）による誘導加熱で昇温が行われてい
る。誘導加熱装置は、加熱効率がよく、騒音も少なく、
また応答性がよい。

【０００４】ここで、誘導加熱を行った場合には圧延材
に誘導起電力が生じる。この誘導起電力により誘導電流
が発生する。誘導電流により、圧延材と搬送ローラの接
触状態が変化するときに迷走電流が流れ、アークが発生
することがある。これにより圧延材表面にスパーク疵が
生じてしまう。スパーク疵がある圧延材は製品として出
荷できず、経済的損失は大きい。

【０００５】そこで、このようなスパーク疵を防止する
ために、誘導加熱装置の前後に設けられている搬送ロー
ラの軸受けと地面との間に絶縁物となる絶縁板を設け、
絶縁する方法が一般的に広く用いられている。この場合
には、絶縁による抵抗値（以下、絶縁抵抗という）の測
定を、定期的に又はメンテナンス時に行い、有効な絶縁
状態が維持されているかどうかを判断している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、搬送ロ
ーラの軸受けと地面との間に絶縁板を挿入していても、
軸受けに近接した設備（導電体）との接触、スケールの
堆積、軸受けからのグリースの漏洩、絶縁板の経年劣化
等により経年的に又は突発的に、絶縁の効果（以下、絶
縁効果という）が低下し、絶縁抵抗が低くなってしま
う。絶縁効果が低下すると、迷走電流が発生しやすく、
圧延材にスパーク疵が生じ、大量の表面品質欠陥に至る
可能性があった。従来のような定期的な抵抗測定やメン
テナンスでは、このような絶縁抵抗の低下を検出するま
でに時間がかかってしまうという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は上記のような問題を解決
し、絶縁効果の低下を遅滞なく検出することで、スパー
ク疵による大量の表面品質欠陥を防止できる圧延用搬送
ローラ絶縁抵抗監視方法等を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本出願に係る
圧延用搬送ローラ絶縁抵抗監視方法は、圧延対象である
圧延材を搬送するための搬送ローラと地面との間の抵抗
の監視を、少なくとも圧延システム稼働中に行う。

【０００９】また、本出願に係る圧延用搬送ローラ絶縁
抵抗監視方法は、圧延材と接触している搬送ローラと、
抵抗を測定するための測定装置とを電気的に接続しない
ように制御しながら監視する。

【００１０】また、本出願に係る圧延用搬送ローラ絶縁
抵抗監視方法は、圧延材の位置検出のための位置検出手
段により検出した前記圧延材の位置に基づいて、圧延材
と接触している搬送ローラと測定装置とを電気的に接続
しないように制御する。

【００１１】また、本出願に係る圧延用搬送ローラ絶縁
抵抗監視システムは、搬送ローラと接触している圧延材
に誘導加熱による迷走電流が流れないようにするため、
少なくとも圧延システム稼働中に、搬送ローラの軸受け
と地面との間に設けた絶縁物による抵抗を測定する測定
装置と、測定装置が測定した抵抗を数値化して表示信号
にして送信し、また、抵抗値と基準値とを比較し、その
比較結果を表示信号にして送信するデータ処理装置と、
データ処理装置から送信された表示信号に基づいて表示
する表示装置とを備えている。

【００１２】また、本出願に係る圧延用搬送ローラ絶縁
抵抗監視システムは、測定装置と搬送ローラとの間に、
電気的接続の切り替えを行うリレー手段を備え、データ
処理装置は、少なくとも圧延材と接触している搬送ロー
ラの軸受けに設けた絶縁物と測定装置との電気的接続を
行わせないように、リレー手段の切り替えを制御する。

【００１３】また、本出願に係る圧延材の製造方法は、
圧延対象である圧延材を粗圧延する工程と、粗圧延した
圧延材を誘導加熱装置により誘導加熱する工程と、誘導
加熱により加熱された圧延材を仕上げ圧延する工程と有
する圧延材の製造方法において、誘導加熱による迷走電
流が圧延材に流れないようにするため、誘導加熱装置の
前後に設けた搬送ローラの軸受けに設けた絶縁物の抵抗
を測定し、監視する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
方法を適用する熱間圧延システムの一例を表す図であ
る。図１において１は加熱炉である。加熱炉１は、スラ
ブ状の圧延材を加熱するものである。２は粗圧延装置で
ある。粗圧延装置２は、２つ一組の回転するロールの間
に帯状に固められたスラブ状態の圧延材を通過させて圧
延し、粗バーとして成形するためのものである。３は誘
導加熱装置である。誘導加熱装置３は、粗バーを均一に
加熱するためのものである。また、誘導加熱装置３は、
仕上圧延装置４が圧延を行いやすくするために圧延方向
の加熱温度調整も行うことができる。４は仕上圧延装置
である。仕上圧延装置４は製品として鋼板等を仕上げる
ための圧延機である。５は冷却装置である。冷却装置５
は、巻取を行うための温度に圧延材を冷却するために用
いる装置である。６は巻取装置である。巻取装置６は、
圧延された製品を省スペースでコンパクトに管理できる
ように巻き取るためのものである。そして、これらの装
置の間を、圧延材をガイドしながら搬送させる役割を果
たすのが搬送部７である。

【００１５】図２は本発明の実施の形態に係る圧延用搬
送ローラ絶縁抵抗監視方法を実現する監視システムを主
とした構成を表す図である。図２において、１１は例え
ばコンピュータに代表されるようなデータ処理手段であ
る。データ処理手段１１は、入力されるデータに基づい
て演算処理及びシステムを構成する各装置の制御処理を
行う。また、処理した結果である表示データを含む表示
信号をヒューマンマシンインターフェイス手段１２に送
信する。１２は、圧延システムの運転制御室に設けられ
たヒューマンマシンインターフェイス手段（Human Mach
ine Interface：以下、ＨＭＩという）である。ＨＭＩ
１２は監視オペレータとデータ処理手段１１との間で、
データをやりとりを行うためのインターフェイスとな
る。１３は絶縁測定手段である。絶縁測定手段１３は、
搬送ローラ部７の各搬送ローラの軸を支える２つの軸受
けの合成抵抗を測定する。１４は絶縁測定手段１３がア
ナログ信号として導いた絶縁抵抗をデジタルデータの信
号（以下、デジタル信号という）に変換するＡＤ変換手
段である。１５は位置検出手段である。位置検出手段１
５は、各ブロック間に備えた複数の位置検出器で構成さ
れる。各位置検出器は、圧延材の有無を検出するための
センサである。

【００１６】前述した搬送部７は、複数の搬送ローラ７
Ａを有し、各搬送ローラ７Ａの回転により、搬送されて
いる圧延材の速度をできるだけ落とすことのないように
している。搬送ローラ７Ａの両端には、それぞれ軸受け
７Ｂ−１、７Ｂ−２が設けられている。そして、軸受け
７Ｂ−１、７Ｂ−２にはそれぞれ絶縁板７Ｃ−１、７Ｃ
−２が設けられている（以下、これらを組とする）。こ
こで、本実施の形態では絶縁板７Ｃ−１及び７Ｃ−２に
おける抵抗を測定した合成抵抗を各組の絶縁抵抗として
算出するようにする。これにより、搬送ローラ７Ａが回
転している時に変化する軸受け７Ｂ−１、７Ｂ−２中の
油膜状態の影響を受けずに、絶縁抵抗を測定管理するこ
とができる。また、本実施の形態では複数の組をさらに
ブロックとして設定する。そして、後述するように、各
ブロック間にそれぞれ位置検出器を備えることとする。
ここで、各ブロックの間隔を圧延材の長さ以下となるよ
うにする。これにより、搬送されている圧延材は少なく
とも２つのブロックをまたがることとなり、少なくとも
１つの位置検出器は搬送されている圧延材を捉えること
ができる。１５は位置検出手段である。位置検出手段１
５は、各ブロック間に備えた複数の位置検出器で構成さ
れる。各位置検出器は、圧延材の有無を検出するための
センサである。位置検出器から送信される信号に基づい
て、データ処理手段１１は圧延材の位置を判断し、測定
を行うべきブロックを決定する。

【００１７】図３は図２のシステムを構成する手段をよ
り詳細に示した図である。ＨＭＩ１２は、監視オペレー
タとデータ処理手段１１とのインターフェイスを図るた
めのもので、本実施の形態では表示手段１２Ａ及び入力
手段１２Ｂで構成されるものとする。表示手段１２Ａと
しては、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ
（Liquid Crystal Display）等がある。また、入力手段
１２Ｂとしては、例えばキーボード等がある。入力手段
１２Ｂは、監視オペレータが入力する指示をデータとし
た指示データを含む入力信号をデータ処理手段１１に送
信する。また、表示手段１２Ａは、データ処理手段１か
ら送信される表示信号に基づいて監視オペレータに状態
表示等を行う。絶縁測定手段１３は直流電圧電源１３
Ａ、分圧用抵抗１３Ｂ、ミニチュアリレー１３Ｃ及び絶
縁型信号変換器１３Ｄで構成される。ここで、ミニチュ
アリレー１３Ｃは、データ処理手段１１から送信される
信号に基づいて絶縁測定手段１３とある組との電気的接
続を行わせる。本実施の形態においては、このミニチュ
アリレー１３Ｃには２つの役割があるといえる。１つは
測定対象の組と絶縁測定手段１３との間だけ電気的に接
続をすることである。もう１つは、圧延材を搬送してい
る組と絶縁測定手段１３との電気的接続を断つことであ
る。

【００１８】本実施の形態は、従来、定期的又はメンテ
ナンス時にしか行わなかった搬送ローラ部７の絶縁抵抗
の測定を、熱間圧延システムの稼働中でも行えるように
し、その状態を監視できるようにしたものである。その
ため、絶縁測定手段１３と搬送部７の各組とをケーブル
等で接続する。ここで、データ処理手段１１が、位置検
出手段１５の各位置検出器から送信される信号に基づい
て圧延材の位置を判断し、少なくとも圧延材と接触して
いる搬送ローラ７Ａの組とは電気的接続を行わないよう
に絶縁測定手段１３のミニチュアリレー１３Ｃを制御す
る。そして、あらかじめ定めたグループについて絶縁抵
抗の値を導き出す。その値と基準値との比較に基づいて
ＨＭＩ１２の表示装置１２Ａに警告を示す旨を表示させ
る。そして、警告に基づいてオペレータ等が応急処置等
を行うことにより、スパーク疵の大量発生を防止する。

【００１９】図４は圧延材と測定タイミングとの関係を
表す図である。前述したように、ミニチュアリレー１３
Ｃにより電気的接続がされている組の絶縁抵抗が測定さ
れるようになっている。ここで、電気的接続がされると
搬送ローラ７Ａ、軸受け７Ｂ−１、７Ｂ−２、ケーブル
及び絶縁測定手段１３によりループ（回路）が形成され
る。そのため、圧延材が搬送ローラ７Ａ上にある時（接
触している時）に迷走電流が流れてしまうことがある。
そこで本実施の形態では、搬送ローラ７Ａが圧延材と接
触している組が含まれるブロックには、少なくとも絶縁
測定手段１３との電気的接続を行わせないようにミニチ
ュアリレー１３Ｃを制御する。なお、図４における圧延
材の長さは３ブロックにまたがっている。

【００２０】位置検出部１５の各位置検出器から送信さ
れる信号に基づいて、データ処理手段１１は、圧延材の
後端がブロック１を抜けた（圧延材がブロック１のどの
組の搬送ローラ７Ａとも接触していない）ものと判断す
ると、ミニチュアリレー１３Ｃに信号を送信し、ミニチ
ュアリレー１３Ｃによるブロック１を構成する各組との
電気的接続を制御する。そして、データ処理手段１１
は、ブロック１の各組の絶縁抵抗を算出する。算出した
結果を例えば表示装置１２Ａに表示させる。

【００２１】データ処理手段１１は、さらに、圧延材が
ブロック２のどの組の搬送ローラ７Ａとも接触していな
い（搬送ローラ７Ａ上にない）と判断すると、ミニチュ
アリレー１３Ｃに信号を送信し、ブロック２を構成する
組との電気的接続を行わせるようにする。そして、デー
タ処理手段１１は、ブロック２の各組の絶縁抵抗を算出
し、例えば表示装置１２Ａに表示させる。同様に圧延材
がブロック３のどの組の搬送ローラ７Ａ上にないものと
判断すると、ブロック３を構成する組との電気的接続を
行わせ、ブロック３の各組の絶縁抵抗を算出し、表示装
置１２Ａに表示させる。

【００２２】そして、絶縁抵抗が低い組があるものとデ
ータ処理手段１１が判断した場合（ここでは絶縁抵抗の
高低の基準を例えば３０Ωとする）、表示装置１２Ａに
警告を示す旨（例えば絶縁抵抗が低い搬送ローラ７Ａの
位置、その値等）を表示させる。そして、入力手段１２
Ｂから入力された監視オペレータの指示を示す入力信号
に基づいて、データ処理手段１１は応急処置を行なわせ
る。その応急的な処置としては、例えばその組の搬送ロ
ーラに気流をあてることにより解消できる場合もある。
それでも解消できなかった場合には、圧延システムを停
止させて点検、保守等を行う。

【００２３】以上のように本実施の形態によれば、絶縁
測定手段１３が測定した搬送部７の各組の絶縁抵抗に基
づいて、データ処理手段１１が、その値を導き出し、そ
の値と基準値との比較に基づいてＨＭＩ１２の表示装置
１２Ａに警告を示す旨を表示させて、警告に基づいてオ
ペレータ等が応急処置等を行うようにしたので、軸受け
部Ｂ−１、７Ｂ−２と導電体設備との接触、スケールの
堆積、軸受け部７Ｂ−１、７Ｂ−２のグリース漏洩、絶
縁板７Ｃ−１、７Ｃ−２の経年劣化等の絶縁抵抗の低下
を検出し、処置を施すことによりスパーク疵による大量
の品質欠陥品を製造してしまうことがない。また、圧延
システムの停止中だけでなく、稼働中でも絶縁抵抗の監
視をすることができるので、あらかじめ点検の周期を決
めておかなくてもよい。その際、データ処理手段１１
が、位置検出手段１５の各位置検出器から送信される信
号に基づいて圧延材の位置を判断し、少なくとも圧延材
と接触している搬送ローラ７Ａの組とは電気的接続を行
わないように絶縁測定手段１３のミニチュアリレー１３
Ｃを制御しながら測定を行うようにしたので、迷走電流
の発生をより効果的に防止することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本出願に係る発明によれ
ば、圧延対象である圧延材を搬送するための搬送ローラ
と地面との間の抵抗の監視を、少なくとも圧延システム
稼働中に行うようにしたので、導電体設備との接触、ス
ケールの堆積、搬送部分のグリース漏洩等の突発的な抵
抗の低下にも、また経年劣化等の抵抗の低下にも対応す
ることができ、圧延材に迷走電流が流れる前に処置を施
すことができるので、スパーク疵による品質欠陥品の製
造を防止することができる。

【００２５】また、本出願に係る発明によれば、搬送さ
れる圧延材と接触している搬送ローラと抵抗を測定する
ための測定装置とを電気的に接続しないように制御しな
がら監視するようにしたので、圧延材と接触している搬
送ローラと測定装置を含む閉ループが形成されずにす
み、迷走電流の発生をより効果的に防止することができ
る。

【００２６】また、本出願に係る発明によれば、位置検
出手段が検出した圧延材の位置に基づいて測定装置と搬
送ローラとを電気的に接続しないように制御したので、
圧延材に迷走電流が流れる危険性をより適切に回避させ
ることができる。

【００２７】また、本出願に係る発明によれば、絶縁物
の抵抗を測定する測定装置と、測定装置が測定した抵抗
を数値化して表示信号にして送信し、また、抵抗値と基
準値とを比較し、その比較結果を表示信号にして送信す
るデータ処理装置と、データ処理装置から送信された表
示信号に基づいて表示する表示装置とを備えたので、圧
延システム稼働中でも抵抗の監視を行うことができ、突
発的な抵抗の低下にも対応して、圧延材に迷走電流が流
れる前に予防処置を施すことができる。そのため、スパ
ーク疵による品質欠陥品の製造を防止することができ
る。

【００２８】また、本出願に係る発明によれば、切り替
え手段を備え、データ処理装置は、少なくとも圧延材と
接触している搬送ローラの軸受けに設けた絶縁物と測定
装置との電気的接続を行わせないように、切り替え手段
の切り替え制御を行うようにしたので、圧延材と接触し
ている搬送ローラと測定装置を含む閉ループが形成され
ずにすみ、迷走電流の発生をより効果的に防止すること
ができる。

【００２９】また、本出願に係る発明によれば、圧延対
象である圧延材を粗圧延する工程と、粗圧延した圧延材
を誘導加熱装置により誘導加熱する工程と、誘導加熱に
より加熱された圧延材を仕上げ圧延する工程とを有する
圧延材の製造方法において、誘導加熱をによる迷走電流
が流れないようにするために誘導加熱装置の前後に設け
た搬送ローラの軸受けに設けた絶縁物の抵抗を測定し、
監視するようにしたので、スパーク疵による品質欠陥の
ない圧延材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る方法を適用する熱間
圧延システムの一例を表す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る圧延用搬送ローラ絶
縁抵抗監視方法を実現する監視システムを主とした構成
を表す図である。

【図３】図２のシステムを構成する手段をより詳細に示
した図である。

【図４】圧延材と測定タイミングとの関係を表す図であ
る。

【図５】高周波誘導加熱装置を用いた加熱システムを表
す図である。

【符号の説明】

１加熱炉２粗圧延装置３誘導加熱装置４仕上圧延装置５冷却装置６巻取装置７搬送部７Ａ搬送ローラ７Ｂ−１、７Ｂ−２軸受け７Ｃ−１、７Ｃ−２絶縁板１１データ処理手段１２ヒューマンマシンインターフェイス手段１２Ａ表示手段１２Ｂ入力手段１３絶縁測定手段１３Ａ直流電圧電源１３Ｂ分圧用抵抗１３Ｃミニチュアリレー１３Ｄ絶縁型信号変換器１４ＡＤ変換手段１５位置検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者手塚一雄東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者岡崎慎二東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山本雅明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 3K059 AB07 AB09 AB14 AB16 AB19 AB26 AB28 AC03 AC07 AD10 AD27 AD29 AD30 AD34 AD40 BD14 BD24 CD47 CD48 CD62 CD66 CD75

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延対象である圧延材を搬送するための
搬送ローラと地面との間の抵抗の監視を、少なくとも圧
延システム稼働中に行うことを特徴とする圧延用搬送ロ
ーラ絶縁抵抗監視方法。
【請求項２】前記圧延材と接触している搬送ローラ
と、前記抵抗を測定するための測定装置とを電気的に接
続しないように制御しながら監視を行うことを特徴とす
る請求項１記載の圧延用搬送ローラ絶縁抵抗監視方法。
【請求項３】位置検出手段により検出した前記圧延材
の位置に基づいて、前記圧延材と接触している搬送ロー
ラと前記測定装置とを電気的に接続しないように制御す
ることを特徴とする請求項２記載の圧延用搬送ローラ絶
縁抵抗監視方法。
【請求項４】搬送ローラと接触している圧延材に誘導
加熱による迷走電流が流れないようにするため、少なく
とも圧延システム稼働中に、前記搬送ローラの軸受けと
地面との間に設けた絶縁物による抵抗を測定する測定装
置と、該測定装置が測定した抵抗を数値化して表示信号にして
送信し、また、前記抵抗値と基準値とを比較し、その比
較結果を表示信号にして送信するデータ処理装置と、該データ処理装置から送信された表示信号に基づいて表
示する表示装置とを備えたことを特徴とする圧延用搬送
ローラ絶縁抵抗監視システム。
【請求項５】前記測定装置と前記搬送ローラとの間
に、電気的接続の切り替えを行うリレー手段を備え、前記データ処理装置は、少なくとも圧延材と接触してい
る搬送ローラの軸受けに設けた絶縁物と前記測定装置と
の電気的接続を行わせないように、前記リレー手段の切
り替えを制御することを特徴とする請求項４記載の圧延
用搬送ローラ絶縁抵抗監視システム。
【請求項６】圧延対象である圧延材を粗圧延する工程
と、粗圧延した圧延材を誘導加熱装置により誘導加熱する工
程と、誘導加熱により加熱された圧延材を仕上げ圧延する工程
とを有する圧延材の製造方法において、前記誘導加熱による迷走電流が前記圧延材に流れないよ
うにするため、誘導加熱装置の前後に設けた搬送ローラ
の軸受けに設けた絶縁物の抵抗を測定し、監視すること
を特徴とする圧延材の製造方法。